3000萬(wàn)美元通用汽車比例模型風(fēng)洞

1、3000 萬(wàn)美元 通用汽車比例模型風(fēng)洞在全球節(jié)能減排的大背景下，廠商對(duì)汽車燃油消耗量越 來(lái)越重視，空氣動(dòng)力學(xué)在此過(guò)程中可發(fā)揮其獨(dú)有的作用。 2015 年通用汽車投入使用的 40% 比例模型風(fēng)洞，將在通用 汽車提升燃油經(jīng)濟(jì)性方面發(fā)揮重要作用。 本期“世界先進(jìn)汽車 風(fēng)洞”系列，我們將一探通用汽車的這座模型風(fēng)洞。 通用汽車 去年投入使用的這座模型風(fēng)洞，位于密歇根州沃倫市的技術(shù) 中心內(nèi)，緊鄰?fù)ㄓ?1980 年投入使用的全尺寸風(fēng)洞旁。這座 投資 3000 萬(wàn)美元的模型風(fēng)洞有助于通用汽車提升其風(fēng)洞測(cè) 試能力，提高空氣動(dòng)力學(xué)研發(fā)水平，在通用降低碳排放的戰(zhàn) 略目標(biāo)中扮演關(guān)鍵角色。一、通用模型風(fēng)洞概述通用汽車的

2、 這座模型風(fēng)洞由美國(guó)知名風(fēng)洞設(shè)計(jì)商 Jacobs 設(shè)計(jì)，并負(fù)責(zé) 項(xiàng)目管理，其建筑設(shè)計(jì)施工由 Ghafari 公司完成。整個(gè)風(fēng)洞 從 2014 年開(kāi)始建設(shè)，歷時(shí)一年時(shí)間投入了使用。項(xiàng)目建設(shè) 現(xiàn)場(chǎng)通用高層和沃倫市政府官員出席風(fēng)洞奠基儀式整個(gè)風(fēng) 洞占地約 3251 平方米，其可進(jìn)行 40% 大小的比例模型風(fēng)洞 試驗(yàn)，其最高風(fēng)速可達(dá) 250km/h 。安裝有移動(dòng)路面模型系統(tǒng)， 以精確模型實(shí)際汽車的行駛情況，并安裝了邊界層抽吸系統(tǒng)， 以降低地面邊界層對(duì)模型測(cè)量數(shù)據(jù)的影響。通用高級(jí)工程師 Nina Tortosa 在觀察模型周圍流場(chǎng)在風(fēng)洞轉(zhuǎn)臺(tái)下安裝有高精 度的測(cè)力天平，可測(cè)量模型的氣動(dòng)六分力。模型由 4

3、根剛性 立柱固定，并將模型表面的氣動(dòng)力傳遞到天平上，通過(guò) 4 根 立柱也可在試驗(yàn)過(guò)程中調(diào)整模型的離地間隙以及模型的俯 仰角。其轉(zhuǎn)臺(tái)可正負(fù)旋轉(zhuǎn) 30，以模擬汽車在側(cè)風(fēng)工況下氣 動(dòng)特性。四立柱固定模型（紅色圓圈內(nèi)）使用風(fēng)洞中配備的 煙流設(shè)備，可觀察模型周圍的氣流特征和氣流分離的區(qū)域， 以便確定模型的空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化空間。風(fēng)洞安裝了功率為 809kW 的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)， 18 片的碳纖維葉片和精心設(shè)計(jì)的葉片 翼型，保證了風(fēng)洞的流場(chǎng)品質(zhì)。風(fēng)機(jī)系統(tǒng)工程師可在控制室 內(nèi)控制和監(jiān)控風(fēng)洞的運(yùn)行， 如風(fēng)速、 轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)整等， 并可通過(guò)攝像設(shè)備觀察模型的狀態(tài)，以及通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)獲得 模型的測(cè)量數(shù)據(jù)并調(diào)整模型的試驗(yàn)狀態(tài)

4、， 如俯仰角、 轉(zhuǎn)角等。 風(fēng)洞控制室控制室監(jiān)控畫面借助先進(jìn)的 3D 打印設(shè)備，可使 得模型具有完整的底盤， 包括懸架、 車輪、剎車盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、 進(jìn)氣格柵等細(xì)節(jié)特征，模型的進(jìn)氣格柵也可根據(jù)工況的不同 打開(kāi)或關(guān)閉。風(fēng)洞測(cè)試模型模型懸架和剎車盤細(xì)節(jié)模型底盤 細(xì)節(jié)（包括備胎、排氣管等）在模型制作間還可精確測(cè)量模 型的正投影面積，這在模型空氣阻力系數(shù) Cd 的計(jì)算中，是 十分重要的。測(cè)量模型正投影面積在這座模型風(fēng)洞中心還可 進(jìn)行油泥模型的制作，試驗(yàn)中可根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)工程師的反 饋，隨時(shí)對(duì)油泥模型外形進(jìn)行調(diào)整。油泥模型的制作和修改 制作的油泥模型同樣包含底盤、車輪等細(xì)節(jié)特征，一般而言 這些油泥模型的使用周

5、期都很長(zhǎng)，平均可到 3 年，其中一些 零件還可以回收再利用。油泥模型底盤細(xì)節(jié)二、風(fēng)洞測(cè)試日 益重要在全球節(jié)能減排的大背景下，汽車燃油消耗量越來(lái)越 受到大家的重視，汽車廠商每年在該領(lǐng)域也投入大量的金錢， 以達(dá)到環(huán)保法規(guī)的要求。 一般而言， 汽車節(jié)能往往從輕量化、 發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域入手，但如碳纖維、高強(qiáng)度鋼等輕量化材料以 及缸內(nèi)直噴、分層燃燒等技術(shù)的采用往往會(huì)增加汽車廠商的 成本，而在車型開(kāi)發(fā)早期的汽車空氣動(dòng)力學(xué)減阻卻可以幾乎 在不需要增加生產(chǎn)成本的情況下，達(dá)到節(jié)能減排的目的。這 也是通用汽車下定決心投資 3000 萬(wàn)美元建設(shè)這座比例模型 風(fēng)洞的一個(gè)主要原因?！爱?dāng)空氣阻力系數(shù)降低 12counts ，

6、相 應(yīng)地燃油消耗量將提升 1 英里 /加侖，我們的目標(biāo)就是不遺余 力的減小空氣阻力”。通用汽車全球碳排放策略和能源主管 Scott Miller 說(shuō)道。同時(shí)在縮比模型階段進(jìn)行了充分的空氣動(dòng) 力學(xué)測(cè)試，使其在模型階段具備了較低的空氣阻力，這可使 通用汽車的工程師在整車設(shè)計(jì)階段進(jìn)一步降低其空氣阻力。 為進(jìn)一步提升通用汽車在汽車空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的研究水平， 實(shí)現(xiàn)通用汽車全球碳排放戰(zhàn)略的目標(biāo)， 通用還將升級(jí)其 1980 年投入使用的全尺寸風(fēng)洞，包括全新的路面模擬系統(tǒng)和其他 設(shè)備的更新等。整個(gè)升級(jí)工作也將由 Jacobs 完成。通用汽 車全尺寸汽車風(fēng)洞 CAERI 視點(diǎn)汽車比例模型風(fēng)洞試驗(yàn)在車 型開(kāi)發(fā)早期的空氣動(dòng)力學(xué)目標(biāo)達(dá)成中可發(fā)揮重要的作用，風(fēng) 洞試驗(yàn)依然是汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究的主要手段。目前上海泛亞技術(shù)中心也在建設(shè)一座與這座通用汽車模型風(fēng)洞類似的 比例模型風(fēng)洞，待建成后，對(duì)國(guó)內(nèi)汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究將會(huì) 有很大的提升作用。 End 版權(quán)聲明： 本文 為中國(guó)汽研汽車風(fēng)洞中心微信公眾號(hào)“汽車風(fēng)洞技術(shù)”原創(chuàng)稿 件，歡迎轉(zhuǎn)載和分享，但禁止非授權(quán)下的改編和商業(yè)使用。 如有侵權(quán)，侵權(quán)者將承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任?！捌囷L(fēng) 洞技術(shù)”公眾號(hào)，專